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星载激光测高仪系统接收滤波器的带宽优化设计被引量：1: 2012年; 星载激光测高仪(SLA)接收滤波器带宽(RFB)直接决定系统的使用性能。根据星载激光测高仪的工作原理,建立了激光测高仪回波信号及输出信噪比(SNR)的简化模型,并推导了测距误差、探测概率和虚警概率的数学表达式。在探测概率和虚警概率满足阈值要求的前提下,提出了一种以测距误差最小化为依据的滤波器带宽优化设计方法。以MOLA-2星载激光测高仪系统为例,仿真计算出不同目标倾角对应的滤波器带宽值及其测距误差的分布规律。结果表明,在0°～40°目标倾角范围,滤波器带宽优化设计值比传统方法设计的结果要大,其差异达到0.7～58.7MHz,而对应的测距误差要小于传统方法解算的数值,其差异为0.2～16.2m。受测量对象多样性和复杂性的限制,无法使每个探测目标对应一个滤波器,则采用多个通道的滤波器分段式地对优化的测距误差分布曲线进行拟合,以获取到每个通道的滤波器带宽及对应的探测目标倾角范围。滤波器带宽优化设计方法为其实际制造提供了一种更为优越和可行的方案。; 周辉李松郑国兴涂兰芬张强; 关键词：遥感信噪比测距误差多通道

基于光电位置传感器的发射轨道空间几何坐标一致性校正系统设计被引量：1: 2012年; 在现代发射轨道空间弹丸飞行姿态研究中,通过轨道上的多组阴影相机基站瞬态捕捉弹丸姿态图像数据,对图像数据进行处理计算可以获得弹丸的飞行轨迹数据。因此,阴影相机的空间坐标校正对飞行姿态数据的获取以及测量精度有着重要的影响。针对传统悬线型基准系统校正误差大以及因每组相机间独立校正而导致的空间几何坐标校正一致性低的问题,基于光电位置传感器和光学杠杆原理,设计了新型阴影相机空间几何坐标校正系统。阐述了该系统的理论背景、组成以及调校方法,并对该系统进行了实验分析。实验结果表明,采用该系统校正阴影相机俯仰角精度优于10″,单组相机校正实验测量结果误差不超过0.06mm,多组相机校正一致性误差不超过0.1mm。; 荣四海沈华朱日宏黄亚王小锋卞殷旭; 关键词：位置敏感探测器

星载激光测高仪大气干项延迟校正被引量：9: 2013年; 星载激光测高仪发射的激光脉冲在通过地球大气层时发生折射,导致激光路径的延长,为了获得高精度的测距结果,必须对大气延迟进行修正;而大气干项延迟在大气延迟中占主导作用,仅由测量位置的地表大气压力决定。通过推导静态大气在非理想气体条件下的流体静力学方程,得出地表气压与位势高度有关的大气压力模型,结合NCEP基于标准大气压层的气象数据和GLAS测量的时间经纬度和高程数据,对位势高度使用4阶Runge-Kutta算法进行数值积分得出地表气压,进而计算大气干项延迟。通过该方法和NCEP地表气压估计得出的干项延迟分别与GLAS官方公布的干项延迟对比,该方法计算结果的趋势与准确程度均占优,且最大干项延迟误差小于2 cm。证明通过流体静力学方程数值积分计算地表气压的方法能够得出对星载激光测高仪较为准确的大气干项延迟。; 马跃李松翁寅侃周辉; 关键词：激光测高仪大气延迟

星载激光测高仪海洋表面回波计算的理论模型被引量：6: 2012年; 不同地表目标的模拟回波波形对测高仪系统参数设计具有重要意义,而海洋回波参数在Tsai之后很少被研究。根据菲涅耳衍射理论、海洋表面镜面反射性质以及海洋表面波高和斜率的统计规律,推导出与Tsai结果不同的近天顶方向入射时星载海洋测高仪探测器输出的回波解析表达式和回波总光子数;并用该推导结果建立了适用于激光测高仪亚毫弧度量级发散角的回波解析式。将模拟波形与地球科学激光测高系统(GLAS)真实海洋回波做对比,其能量、脉宽、振幅和形状都非常接近,误差均小于6%;分析得出海洋测高仪回波与测高系统参数和海平面上方平均风速有关,以GLAS参数为例,在风速大于12m/s的条件下将很难收到有效海洋回波。该结论对海洋激光测高仪的系统设计参数及海平面上方风速的反演提供了重要的理论依据。; 马跃李松周辉郑国兴; 关键词：遥感回波模型菲涅耳衍射

激光高度计接收脉冲回波信号分析器: 2012年; 激光高度计接收脉冲回波是叠加有噪声的多重非高斯波形,有效提取非高斯波形的统计参量对于反演目标高度和种类信息是十分关键的。基于接收脉冲回波信号的特点,利用广义高斯函数模型完成接收脉冲回波信号的数学建模。通过对接收脉冲回波的平滑滤波和初始参数获取,并采用非线性最小二乘算法,开发了一种提取接收脉冲回波统计参量的波形分析器。利用波形分析器对仿真的回波波形进行了处理,结果表明,对于15 dB的单个广义高斯波形,其统计参量的最大提取误差不超过1%。随着广义高斯分量个数的增加以及回波信噪比的降低,统计参量的提取误差有所增加。利用波形分析器能够有效地提取回波波形的统计参量,为反演目标信息提供数据依据。; 周辉李松明先顺陈舒杭陈梦竹胡磊

SAR辐射定标中角反射器RCS的快速求解被引量：4: 2015年; 角反射器雷达截面积的快速准确解算是顺利开展合成孔径雷达辐射定标工作的重要基础。用于合成孔径雷达辐射定标的角反射器为电大尺寸,因此,宜采用高频近似法进行雷达截面积的仿真计算。本文利用几何光学对入射波和反射波进行射线追迹以确定每次入射场及其相对应的照明区域,然后采用Gordan面元积分法对每个照明区域求散射场并累加得到角反射器的雷达截面积,通过与文献、电磁仿真软件FEKO(FEldberechnung für krper mit beliebiger oberflche)的仿真结果比较,证明该方法有效且简单快捷,尤其适用于电大尺寸平板角反射器雷达截面积的快速求解。; 翁寅侃李松杨晋陵易洪王虹马跃; 关键词：合成孔径雷达辐射定标雷达截面积角反射器

合成孔径雷达角反射器的优化设计被引量：1: 2014年; 为了使角反射器的3dB波束宽度能覆盖合成孔径雷达天线所有模式对应的入射角范围,提出了一种合成孔径雷达角反射器的优化设计方法.首先结合光线追迹和Gordan面元积分法提出一种角反射器雷达截面积的快速计算方法,再通过大量仿真计算得出角反射器3dB波束宽度随棱长比和安置角度的变化规律,最后基于此对目前常规的三条棱边等长型的角反射器进行优化设计,以提高其3dB波束宽度.优化设计计算结果表明卫星HJ-1C,ENVISAT和ALOS在各自入射角范围内,角反射器方位向3dB波束宽度分别增大了6.06°,6.26°和16.00°.; 翁寅侃李松易洪杨晋陵; 关键词：合成孔径雷达角反射器雷达截面积优化设计

系统参数对激光测高仪海洋测距和回波脉宽影响被引量：10: 2013年; 星载激光测高仪的回波时间重心和脉冲宽度等系统参数对常见海态条件下的测距和反演精度有重要影响。本文根据菲涅尔衍射理论、海洋表面镜面反射理论、海洋波高和斜率统计特性以及激光测高仪回波误差理论,推导并更正了激光测高仪海洋回波光子数表达式。首次完整推导出了影响海洋回波重心和脉宽因素的表达式,证明了回波参数主要受发射脉冲宽度、测量天底角、指向角抖动和海洋表面上方风速的影响。除风速为表面特性影响外,其余为系统参数影响。结合地球科学激光测高系统(GLAS)参数对其海洋回波的测距和脉宽精度做了定量分析,得出不同风速GLAS的海洋表面单回波测距误差为2～15cm,脉宽标准差为0.5～3.5ns。推导结果对优化设计用于海洋表面测量的星载激光测高仪系统参数、提高回波反演目标特性精度很有意义。; 马跃李松周辉易洪; 关键词：激光测高仪激光测距

利用自适应滤波星载激光测高仪回波噪声抑制方法被引量：16: 2012年; 具有波形记录功能的星载激光测高仪,通过回波信息解算地表与卫星平台距离和反演地物特性。目前广泛采用的固定宽度高斯滤波方法在抑制回波噪声过程中造成有效信号变形,对提取信号有效参量造成严重干扰。根据分块信号统计特性不同的规律,提出了激光测高仪回波噪声均值和方差的估计方法;根据回波信号的统计特性,设计了一种宽度自适应的高斯滤波器。通过GLAS系统实测回波信号的噪声估计与自适应高斯滤波、高斯拟合,得到的波形处理结果与GLAS官方数据有很好的吻合度,噪声均值估计误差小于0.4个数字化仪单位,有效高斯参数计算误差小于1%。该方法能准确地提取波形参量,为地表高程解算和目标表面信息反演提供有效数据。; 马跃李松周辉翁寅侃; 关键词：激光测高仪自适应滤波

大气多次散射效应对星载激光测高仪测距偏差值的影响被引量：7: 2012年; 大气多次散射效应会使得星载激光测高仪脉冲回波信号发生拖尾现象,导致激光测高仪的测距值出现偏差。根据激光测高仪的工作原理并利用半解析型蒙特卡罗方法,建立了大气多次散射效应条件下的脉冲回波信号及距离偏差的数学模型,并基于GLAS系统参数,仿真分析了云和雾的多次散射效应对距离偏差值的影响规律。结果表明,随着大气参数的变化,距离偏差会呈现不规则的起伏变化。当云层粒子尺度大于150μm或雾的消光系数小于1.68 km-1时,大气多次散射效应对测距偏差值的影响小于1 cm。所得的结论为星载激光测高仪测量天气的选取以及系统参数的优化提供了理论依据。; 陈舒杭李子乐陈梦竹胡磊周辉

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国家自然科学基金(40901165)

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